数据结构顺序栈的基本运算.docx
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数据结构顺序栈的基本运算
《数据结构》上机报告
_______年____月____日
姓名__________学号___________同组成员___________
1.实验题目及要求
实验一：
顺序栈的各种基本运算
编写一个程序，实现顺序栈的各种基本运算，并在基础上完成以下功能:
1）初始化顺序栈；
2）判断顺序栈是否为空；
3）依次进栈元素a,b,c,d,e；
4）判断顺序栈是否为空；
5）输出栈长度；
6）输出从栈顶到栈底的元素；
7）读出栈顶元素；
8）删除栈顶元素；
9）输出从栈顶到栈底的元素；
10）判断顺序栈是否为空；
11）释放栈。
2.需求分析
首先初始化顺序栈
（1）判断顺序队列S是否为空
输入参数的格式和合法取值范围：
若顺序栈内无元素则输出顺序栈为空，反之
输出顺序栈为非空。
输出格式：
判断顺序栈是否为空：
测试数据：
初始化顺序表后，显示顺序栈为空。
（2）依次进栈元素a,b,c，d，e
输入参数的格式和合法取值范围：
依次进栈元素a,b,c,d,e并用逗号分隔。
输出格式：
依次进栈元素a,b,c,d,e。
测试数据：
依次进队列元素a,b,c,d,e后，顺序栈中包含a,b,c,d,e五个元素。
（3）输出栈的长度
输入参数的格式和合法取值范围：
此时顺序栈中包含a,b,c,d,e五个元素，故
长度为5。
输出格式：
输出栈长度：
5。
测试数据：
此时顺序栈中的元素为a,b,c,d,e。
所以屏幕显示输出栈长度：
5。
（4）输出从栈顶到栈底的元素
输入参数的格式和合法取值范围：
进栈顺序依次为a,b,c,d,e，故栈底为a，栈
顶为e，则栈顶到栈底元素依次为e,d,c,b,a。
输出格式：
输出从栈顶到栈底的元素：
edcba
测试数据：
进栈顺序依次为a,b,c,d,e，故栈底为a，栈顶为e，则栈顶到栈底
元素依次为e,d,c,b,a。
（5）读出栈顶元素
输入参数的格式和合法取值范围：
顺序栈中元素从栈顶到栈底依次为
e,d,c,b,a。
故栈顶为e。
输出格式：
读出栈顶元素：
e。
测试数据：
顺序栈中元素从栈顶到栈底依次为e,d,c,b,a。
故屏幕显示读出栈
顶元素为e。
（6）删除栈顶元素
输入参数的格式和合法取值范围：
顺序栈中元素从栈顶到栈底依次为
e,d,c,b,a。
故栈顶为e，删除e。
输出格式：
删除栈顶元素e。
测试数据：
顺序栈中元素从栈顶到栈底依次为e,d,c,b,a。
进行删除栈顶元素
操作，即删除元素e。
（7）输出从栈顶到栈底的元素
输入参数的格式和合法取值范围：
此时删除了栈顶元素e，栈顶元素变为d，故
顺序栈中元素从栈顶到栈底依次为d,c,b,a，
输出格式：
输出从栈顶到栈底的元素：
dcba
测试数据：
此时栈顶到栈底元素依次为d,c,b,a，故屏幕显示输出从栈顶到栈
底的元素：
dcba。
3.概要设计
（1）给出所用抽象数据类型的逻辑定义。
ADTStack{
数据对象：
D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0}
结构关系：
R={|ai-1,ai∈D,i=2,…,n}
基本操作：
InitStack（&S）
操作前提：
S是一个未初始化的空栈。
操作结果：
构造一个空栈S。
DestroyStack（&S）
操作前提：
栈S已存在。
操作结果：
栈S清被摧毁。
StackEmpty（S）
操作前提：
栈S已存在。
操作结果：
若栈S为空栈，则返回TURE，否则返回FALSE。
StackJudgement
操作前提：
栈S已存在。
操作结果：
若栈S为空栈，则输出是，没否则输出否。
StackLength（S）
操作前提：
栈S已存在。
操作结果：
返回S的元素个数。
Push（&S,e）
操作前提：
栈S已存在。
操作结果：
插入元素e为新的栈顶元素。
GetTop（S,&e）
操作前提：
栈S已存在且非空。
操作结果：
用e返回S的栈顶元素。
Pop（&S,&e）
操作前提：
栈S已存在且非空。
操作结果：
删除S的栈顶元素，并用e返回其值。
StackTraverse（S,visit（））
操作前提：
栈S已存在且非空。
操作前提：
从栈底到栈顶依次对S的每个数据元素调用函数visit（）。
一
旦visit（）失败，则操作失败。
（2）画出各模块之间的调用关系图。
mainDestroyStack
InitStack
StackEmpty
StackJudgement
StackLength
Push
GetTop
Pop
StackTraverse
（3）用伪码给出主程序的主要处理过程。
#include
#include
#include
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineNULL0
#defineOVERFLOW-2
typedefintStatus;
typedefcharSElemType;
Statusvisit（SElemTypee）;
#defineSTACK_INIT_SIZE100
#defineSTACKINCREMENT10
typedefstruct{
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;}SqStack;
StatusInitStack（SqStack&S）{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}
StatusDestroyStack（SqStack&S）{
free（S.base）;
S.base=NULL;
S.top=NULL;
S.stacksize=0;
returnOK;
}
StatusStackEmpty（SqStackS）{
if（S.top==S.base）
returnTRUE;
else
returnFALSE;
}
StatusStackJudgement（SqStackS）
{
if（S.top==S.base）
{
printf（"是\n"）;
}
else
{
printf（"否\n"）;
}
returnOK;
}
StatusPush（SqStack&S,SElemTypee）{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）{
S.base=（SElemType*）realloc（S.base,
（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
returnOK;
}
intStackLength（SqStackS）{
returnS.top-S.base;
}//StackLength
Statusvisit（SElemTypee）{
printf（"%c",e）;
returnOK;
}
StatusGetTop（SqStackS,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）returnERROR;
e=*（S.top-1）;
returne;
}
StatusPop（SqStack&S,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）returnERROR;
e=*--S.top;
returne;
}
StatusStackTraverse（SqStackS,Status（*visit）（SElemType））{
while（S.top!
=S.base）
visit（*--S.top）;
returnOK;
}
voidmain（）{
SElemTypee;
SqStackS;
printf（"
（1）初始化顺序栈。
\n"）;
InitStack（S）;
printf（"
（2）判断顺序栈是否为空:
\n"）;
StackJudgement（S）;
StackEmpty（S）;
printf（"（3）依次进栈元素a,b,c,d,e:
\n"）;
Push（S,'a'）;
Push（S,'b'）;
Push（S,'c'）;
Push（S,'d'）;
Push（S,'e'）;
printf（"（4）判断顺序栈是否为空:
\n"）;
StackJudgement（S）;
StackEmpty（S）;
printf（"（5）输出栈长度:
%d\n",StackLength（S））;
printf（"（6）输出从栈顶到栈底的元素:
\n"）;
StackTraverse（S,visit）;
printf（"\n"）;
printf（"（7）读出栈顶元素:
%c\n",GetTop（S,e））;
printf（"（8）删除栈顶元素:
%c\n",Pop（S,e））;
printf（"（9）输出从栈顶到栈底的元素:
\n"）;
StackTraverse（S,visit）;
printf（"\n"）;
printf（"（10）判断顺序栈是否为空\n"）;
StackEmpty（S）;
StackJudgement（S）;
printf（"（11）释放栈。
"）;
DestroyStack（S）;
}
4.详细设计
（1）类型定义
typedefstruct{
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;}SqStack;
（2）给出所用抽象数据类型中每个操作的伪码算法
StatusInitStack（SqStack&S）{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}
StatusDestroyStack（SqStack&S）{
free（S.base）;
S.base=NULL;
S.top=NULL;
S.stacksize=0;
returnOK;
}
StatusStackEmpty（SqStackS）{
if（S.top==S.base）
returnTRUE;
else
returnFALSE;
}
StatusStackJudgement（SqStackS）
{
if（S.top==S.base）
{
printf（"是\n"）;
}
else
{
printf（"否\n"）;
}
returnOK;
}
StatusPush（SqStack&S,SElemTypee）{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）{
S.base=（SElemType*）realloc（S.base,
（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
returnOK;
}
intStackLength（SqStackS）{
returnS.top-S.base;
}//StackLength
Statusvisit（SElemTypee）{
printf（"%c",e）;
returnOK;
}
StatusGetTop（SqStackS,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）returnERROR;
e=*（S.top-1）;
returne;
}
StatusPop（SqStack&S,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）returnERROR;
e=*--S.top;
returne;
}
StatusStackTraverse（SqStackS,Status（*visit）（SElemType））{
while（S.top!
=S.base）
visit（*--S.top）;
returnOK;
}
（3）给出其他模块的伪码算法
voidmain（）{
SElemTypee;
SqStackS;
printf（"
（1）初始化顺序栈。
\n"）;
InitStack（S）;
printf（"
（2）判断顺序栈是否为空:
\n"）;
StackJudgement（S）;
StackEmpty（S）;
printf（"（3）依次进栈元素a,b,c,d,e:
\n"）;
Push（S,'a'）;
Push（S,'b'）;
Push（S,'c'）;
Push（S,'d'）;
Push（S,'e'）;
printf（"（4）判断顺序栈是否为空:
\n"）;
StackJudgement（S）;
StackEmpty（S）;
printf（"（5）输出栈长度:
%d\n",StackLength（S））;
printf（"（6）输出从栈顶到栈底的元素:
\n"）;
StackTraverse（S,visit）;
printf（"\n"）;
printf（"（7）读出栈顶元素:
%c\n",GetTop（S,e））;
printf（"（8）删除栈顶元素:
%c\n",Pop（S,e））;
printf（"（9）输出从栈顶到栈底的元素:
\n"）;
StackTraverse（S,visit）;
printf（"\n"）;
printf（"（10）判断顺序栈是否为空\n"）;
StackEmpty（S）;
StackJudgement（S）;
printf（"（11）释放栈。
"）;
DestroyStack（S）;
}
5.调试分析
（1）调试过程中主要遇到哪些问题？
是如何解决的？
在调试过程中，输出从栈顶到栈底的元素时出现了问题，使得输出不是字母而是数字，后发现原因在输出的数据类型错误，从而输出数字，将输出数据类型改为%c字符型后结果正确。
（2）经验和体会
通过这次试验，我深切的理解了顺序栈的知识要点和表示与实现。
并通过C语言实现了顺序队列的初始化，判空，删除，插入，等。
进一步熟练了C语言操作环境。
6.测试结果
7.附件
#include
#include
#include
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineNULL0
#defineOVERFLOW-2
typedefintStatus;
typedefcharSElemType;
Statusvisit（SElemTypee）;
#defineSTACK_INIT_SIZE100
#defineSTACKINCREMENT10
typedefstruct{
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;}SqStack;
StatusInitStack（SqStack&S）{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}
StatusDestroyStack（SqStack&S）{
free（S.base）;
S.base=NULL;
S.top=NULL;
S.stacksize=0;
returnOK;
}
StatusStackEmpty（SqStackS）{
if（S.top==S.base）
returnTRUE;
else
returnFALSE;
}
StatusStackJudgement（SqStackS）
{
if（S.top==S.base）
{
printf（"是\n"）;
}
else
{
printf（"否\n"）;
}
returnOK;
}
StatusPush（SqStack&S,SElemTypee）{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）{
S.base=（SElemType*）realloc（S.base,
（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
returnOK;
}
intStackLength（SqStackS）{
returnS.top-S.base;
}//StackLength
Statusvisit（SElemTypee）{
printf（"%c",e）;
returnOK;
}
StatusGetTop（SqStackS,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）returnERROR;
e=*（S.top-1）;
returne;
}
StatusPop（SqStack&S,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）returnERROR;
e=*--S.top;
returne;
}
StatusStackTraverse（SqStackS,Status（*visit）（SElemType））{
while（S.top!
=S.base）
visit（*--S.top）;
returnOK;
}
voidmain（）{
SElemTypee;
SqStackS;
printf（"
（1）初始化顺序栈。
\n"）;
InitStack（S）;
printf（"
（2）判断顺序栈是否为空:
\n"）;
StackJudgement（S）;
StackEmpty（S）;
printf（"（3）依次进栈元素a,b,c,d,e:
\n"）;
Push（S,'a'）;
Push（S,'b'）;
Push（S,'c'）;
Push（S,'d'）;
Push（S,'e'）;
printf（"（4）判断顺序栈是否为空:
\n"）;
StackJudgement（S）;
StackEmpty（S）;
printf（"（5）输出栈长度:
%d\n",StackLength（S））;
printf（"（6）输出从栈顶到栈底的元素:
\n"）;
StackTraverse（S,visit）;
printf（"\n"）;
printf（"（7）读出栈顶元素:
%c\n",GetTop（S,e））;
printf（"（8）删除栈顶元素:
%c\n",Pop（S,e））;
printf（"（9）输出从栈顶到栈底的元素:
\n"）;
StackTraverse（S,visit）;
printf（"\n"）;
printf（"（10）判断顺序栈是否为空\n"）;
StackEmpty（S）;
StackJudgement（S）;
printf（"（11）释放栈。
"）;
DestroyStack（S）;
}
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